электростатический затвор

Формула изобретения

Электростатический затвор, содержащий систему электродов, один из которых коронирующий, отличающийся тем, что электроды, соединенные с положительным полюсом источника высокого напряжения, представляют собой выпуклые параллельно расположенные криволинейные поверхности, а коронирующий электрод соединен с отрицательным полюсом источника высокого напряжения и выполнен из отдельных элементов, соединенных между собой в виде гребенки, причем расстояние между элементами гребенки должно быть равно расстоянию от торцов этих элементов до криволинейных поверхностей в месте наибольшего радиуса кривизны при симметричном расположении коронирующего электрода между двух других.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области электротехнологии, в частности к устройствам электронно-ионной технологии. Устройство может быть использовано для блокирования и подавления пылевых потоков, а также удержания пылевидных частиц в зоне источника пылеобразования при загрузочно-выгрузочных и на перегрузочных операциях в горнообогатительной, металлургической, химической промышленностях, а также в промышленности строительных материалов.

Известен электростатический затвор (Патент РФ на полезную модель №33332. Опубл.20.10.2003. Бюл. №29), содержащий систему коаксиальных электродов: внутренний электрод, выполненный в виде стержня, является коронирующим, а внешний, выполненный в виде тела вращения, снабжен диффузором со стороны входа пылегазового потока, при этом длина внутреннего электрода меньше длины внешнего.

Такая конструкция позволяет блокировать пылевой поток весьма ограниченной площади сечения, что снижает ее эффективность. Соединение же в единую конструкцию нескольких затворов ведет к ее громоздкости, повышенной металлоемкости, создает трудности при монтаже из-за сложности центрирования группы внутренних электродов внутри трубчатых.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является "Устройство блокирования пылевых потоков" (Патент РФ на изобретение №2212279. Опубл.20.09.03. Бюл. №26).

Устройство включает систему плоских осадительных электродов, расположенных под острым углом к горизонтальной плоскости, и расположенных друг над другом коронирующих электродов, выполненных в виде струн, размещенных между плоскими электродами на равном расстоянии от каждого из них. Плоские электроды имеют высоту, равную удвоенному расстоянию между ними в нижней части, а нижний коронирующий электрод расположен на высоте, составляющей половину расстояния между нижними краями плоских электродов, а каждый последующий над ним электрод - с шагом, равным половине расстояния между нижними краями плоских электродов.

Известное устройство позволяет блокировать пылевые потоки большой протяженности, но для эффективной его работы в этом случае необходимо увеличивать размеры плоских электродов, а также длину и количество коронирующих электродов, что приведет к увеличению мощности источника питания, дополнительному расходу электроэнергии, увеличению размеров конструкции, а соответственно и материалоемкости.

Задачей, решаемой в предлагаемом изобретении, является снижение энергозатрат, металлоемкости, упрощение конструкции устройства и его монтажа и повышение эффекта блокирования пылевых потоков при беспрепятственном проходе очищенного газа, исключить устройство очистки электродов, что позволит увеличить эффект энерго- и ресурсосбережения в различных отраслях промышленности.

Задача решается следующим образом.

Электростатический затвор содержит систему электродов, один из которых коронирующий, при этом электроды, соединенные с положительным полюсом источника высокого напряжения, представляют собой выпуклые параллельно расположенные криволинейные поверхности, а коронирующий электрод соединен с отрицательным полюсом источника высокого напряжения и выполнен из отдельных элементов, соединенных между собой в виде гребенки, причем расстояние между элементами гребенки должно быть равно расстоянию от торцов этих элементов до криволинейных поверхностей в месте наибольшего радиуса кривизны при симметричном расположении коронирующего электрода между двух других.

Схема электростатического затвора представлена на чертеже.

Он состоит из параллельно расположенных электродов 1, соединенных с положительным полюсом источника высокого напряжения (ИВН), имеющих выпуклую криволинейную поверхность (например, цилиндрическую), и расположенного симметрично между ними коронирующего электрода 2, связанного с отрицательным полюсом ИВН. Причем этот электрод выполнен в виде гребенки из отдельных элементов 3. При этом расстояние между элементами гребенки должно быть равно расстоянию от торцов этих элементов до криволинейных поверхностей в месте наибольшего радиуса кривизны.

На электроды подается разность электрических потенциалов, и вокруг коронирующего электрода 2 образуется область объемного электрического заряда. Частицы пыли, попадая в эту область, поляризуются и начинают испытывать два вида электростатических сил: одну, направленную в сторону электродов 1, и вторую, направленную аксиально, что обусловлено конфигурацией и расположением электродов. Преобладание аксиальной составляющей электрических сил приводит к выталкиванию частиц пыли из зазора между параллельно расположенными электродами, которые связаны с положительным полюсом источника высокого напряжения. Таким образом, устройство приобретает функцию затвора, расположенного на пути движущихся пылевых потоков и блокирующего их движение при свободном выходе очищенного газа.

Такая конструкция электростатического затвора позволяет очищать запыленные газы, предотвращать унос частиц пыли из зоны источника пыления и удерживать их в этой зоне при свободном прохождении газа через затвор, способствует энерго- и ресурсосбережению.